[Болашақта литий батареяларының энергия тығыздығы ток күшіне қарағанда 1,5 еседен 2 есеге дейін жетуі мүмкін, бұл батареялардың кішірейетінін білдіреді.]
[Литий-ионды аккумуляторлардың құнын төмендету диапазоны ең көбі 10%-дан 30%-ға дейін. Бағаны екі есеге төмендету қиын.]
Смартфондардан бастап электромобильдерге дейін аккумулятор технологиясы өмірдің барлық саласына біртіндеп еніп келеді. Сонымен, болашақ аккумулятор қай бағытта дамиды және ол қоғамға қандай өзгерістер әкеледі? Осы сұрақтарды ескере отырып, First Financial тілшісі өткен айда литий-ионды аккумуляторлары үшін химия бойынша Нобель сыйлығын алған жапон ғалымы Акира Йошиномен сұхбаттасты.
Йошиноның пікірінше, литий-ионды батареялар алдағы 10 жылда батарея өнеркәсібінде әлі де басым болады. Жасанды интеллект және Заттар интернеті сияқты жаңа технологиялардың дамуы литий-ионды батареяларды қолдану перспективаларына «ойлауға келмейтін» өзгерістер әкеледі.
Ойға келмейтін өзгеріс
Йошино «портативті» терминін білген кезде, қоғамға жаңа батарея қажет екенін түсінді. 1983 жылы Жапонияда әлемдегі алғашқы литий батареясы дүниеге келді. Йошино Акира әлемдегі алғашқы қайта зарядталатын литий-ионды батареяның прототипін жасады және болашақта смартфондар мен электромобильдерде кеңінен қолданылатын литий-ионды батареялардың дамуына ерекше үлес қосады.
Өткен айда Акира Йошино No1 Financial Journalist басылымына берген эксклюзивті сұхбатында Нобель сыйлығын жеңіп алғанын білгеннен кейін «шынайы сезімдері жоқ» екенін айтты. «Кейінірек толық сұхбаттар мені қатты босатты, мен аса қуана алмадым», - деді Акира Йошино. «Бірақ желтоқсанда марапаттарды алу күні жақындаған сайын марапаттардың шындығы күшейе түсті».
Соңғы 30 жылда 27 жапон немесе жапон ғалымы химия бойынша Нобель сыйлығын жеңіп алды, бірақ олардың тек екеуі, соның ішінде Акира Йошино, корпоративтік зерттеушілер ретінде марапаттарға ие болды. «Жапонияда ғылыми-зерттеу институттары мен университеттерінің зерттеушілері әдетте марапаттарға ие болады, ал саланың корпоративтік зерттеушілері марапаттарға ие болғандар аз», - деді Акира Йошино First Financial Journalist басылымына. Ол сондай-ақ саланың күтілетін нәтижелерін атап өтті. Ол компания ішінде Нобель деңгейіндегі зерттеулер көп деп санайды, бірақ жапон саласы өзінің көшбасшылығы мен тиімділігін арттыруы керек деп санайды.
Йошино Акира жасанды интеллект және Заттар интернеті сияқты жаңа технологиялардың дамуы литий-ионды батареяларды қолдану перспективаларына «ойға келмейтін» өзгерістер әкеледі деп санайды. Мысалы, бағдарламалық жасақтаманың дамуы батареяны жобалау процесін және жаңа материалдарды әзірлеуді жеделдетеді және батареяны пайдалануға әсер етуі мүмкін, бұл батареяны ең жақсы ортада пайдалануға мүмкіндік береді.
Йошино Акира сонымен қатар өз зерттеулерінің жаһандық климаттың өзгеруі мәселелерін шешуге қосқан үлесіне қатты алаңдайды. Ол First Financial Journalist басылымына берген сұхбатында бұл марапаттың екі себеппен берілгенін айтты. Біріншісі - ақылды мобильді қоғамның дамуына үлес қосқаны үшін; екіншісі - жаһандық қоршаған ортаны қорғаудың маңызды құралын қамтамасыз ету үшін. «Қоршаған ортаны қорғауға қосқан үлесі болашақта барған сайын айқын бола түседі. Сонымен қатар, бұл да тамаша бизнес мүмкіндігі», - деді Акира Йошино қаржы тілшісіне.
Йошино Акира Мейдзё университетінде профессор ретінде дәріс оқыған студенттерге жаңартылатын энергия көздері мен батареяларды жаһандық жылынумен күресу шарасы ретінде пайдалануға деген халықтың жоғары үміттерін ескере отырып, қоршаған орта мәселелері бойынша ойларын қоса алғанда, өзінің ақпаратын ұсынатынын айтты.
Батарея өнеркәсібінде кім үстемдік етеді
Батарея технологиясының дамуы энергетикалық төңкерісті бастады. Смартфондардан бастап электр көліктеріне дейін батарея технологиясы барлық жерде қолданылады, адамдар өмірінің барлық қырларын өзгертеді. Болашақ батареяның қуаттылығы артып, құны төмендейтіні әрқайсымызға әсер етеді.
Қазіргі уақытта сала батареяның қауіпсіздігін жақсартуға және батареяның энергия тығыздығын арттыруға міндеттенеді. Батареяның өнімділігін жақсарту жаңартылатын энергия көздерін пайдалану арқылы климаттың өзгеруі мәселелерін шешуге де көмектеседі.
Йошиноның пікірінше, алдағы 10 жылда литий-ионды батареялар батарея өнеркәсібінде басым болады, бірақ жаңа технологиялардың дамуы мен өрлеуі саланың бағасы мен болашағын нығайта береді. Йошино Акира First Business News басылымына берген сұхбатында болашақта литий батареяларының энергия тығыздығы ток күшіне қарағанда 1,5 еседен 2 есеге дейін жетуі мүмкін екенін, бұл батареяның кішірейетінін айтты. «Бұл материалды азайтады және осылайша құнын төмендетеді, бірақ материалдың құны айтарлықтай төмендемейді», - деді ол. «Литий-ионды батареялардың құнының төмендеуі ең көбі 10%-дан 30%-ға дейін. Бағаны екі есеге төмендету қиынырақ».
Электрондық құрылғылар болашақта тезірек зарядтала ма? Жауап ретінде Акира Йошино ұялы телефон 5-10 минутта толады деп мәлімдеді, бұл зертханада қол жеткізілді. Бірақ жылдам зарядтау үшін күшті кернеу қажет, бұл батареяның қызмет ету мерзіміне әсер етеді. Шын мәнінде, көптеген жағдайларда адамдарға аса жылдам зарядтаудың қажеті болмауы мүмкін.
Алғашқы қорғасын-қышқылды батареялардан бастап, Toyota сияқты жапондық компаниялардың негізгі тірегі болып табылатын никель-металл гидридті батареяларға дейін, 2008 жылы Tesla Roaster қолданған литий-ионды батареяларға дейін дәстүрлі сұйық литий-ионды батареялар қуатты батареялар нарығында он жыл бойы үстемдік етіп келеді. Болашақта энергия тығыздығы мен қауіпсіздік талаптары мен дәстүрлі литий-ионды батарея технологиясы арасындағы қайшылық барған сайын айқын бола түседі.
Акира Йошино шетелдік компаниялардың тәжірибелері мен қатты денелі батарея өнімдеріне жауап ретінде: «Менің ойымша, қатты денелі батареялар болашақ бағытты білдіреді және әлі де жетілдіруге көп орын бар. Жақын арада жаңа жетістіктерге жетемін деп үміттенемін», - деді.
Ол сондай-ақ қатты денелі батареялардың технологиясы литий-ионды батареяларға ұқсас екенін айтты. «Технологияның жетілдірілуі арқылы литий-ионды жүзу жылдамдығы қазіргі жылдамдықтан шамамен 4 есеге жетуі мүмкін», - деді Акира Йошино First Business News тілшісіне.
Қатты күйдегі батареялар - қатты күйдегі электролиттерді пайдаланатын литий-ионды батареялар. Қатты күйдегі электролиттер дәстүрлі литий-ионды батареялардағы жарылғыш органикалық электролитті ауыстыратындықтан, бұл жоғары энергия тығыздығы мен жоғары қауіпсіздік көрсеткіштерінің екі негізгі мәселесін шешеді. Қатты күйдегі электролиттер бірдей энергиямен қолданылады. Электролитті ауыстыратын батареяның энергия тығыздығы жоғары, сонымен бірге қуаты жоғары және пайдалану уақыты ұзағырақ, бұл келесі буын литий батареяларының даму үрдісі.
Бірақ қатты денелі аккумуляторлар шығындарды азайту, қатты электролиттердің қауіпсіздігін жақсарту және зарядтау және разрядтау кезінде электродтар мен электролиттер арасындағы байланысты сақтау сияқты қиындықтарға да тап болады. Қазіргі уақытта көптеген әлемдік алып автомобиль компаниялары қатты денелі аккумуляторларға арналған ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстарға үлкен инвестиция салуда. Мысалы, Toyota қатты денелі аккумуляторды жасап шығаруда, бірақ құны жарияланбаған. Зерттеу институттары 2030 жылға қарай қатты денелі аккумуляторларға деген әлемдік сұраныс 500 ГВт/сағ-қа жетеді деп болжайды.
Нобель сыйлығын Акира Йошиномен бірге алған профессор Уитингем қатты денелі батареялар смартфондар сияқты шағын электроникада қолданылатын алғашқы құрылғылар болуы мүмкін екенін айтты. «Себебі ірі көлемді жүйелерді қолдануда әлі де үлкен мәселелер бар», - деді профессор Уитингем.
Жарияланған уақыты: 16 желтоқсан 2019 ж.